2011
白砂糖在储存期间面临色值增加、水分增加、 结块等质量问题，很容易引起产品质量下降。其中， 色值增加（即“白砂糖返黄”）、产品结块是影响白 砂糖感官的主要因素，关系到产品的安全存储期。
虽然生产白砂糖所采用的碳酸法和亚硫酸法清 净工艺不同，但是在储存过程中，白砂糖的色值都 出现不同程度的增加。白砂糖存放时的增色主要是 它所含有的各种微量杂质受空气氧化而产生的，增 色的速度以及对储存条件的敏感程度与白砂糖本身 含有的微量杂质有关，过高的储存温度会加速白砂 糖表层杂质的反应，白砂糖随着储存时间的延长变 色幅度增大。
国内外不少学者和专家对白砂糖存放时变色这 一问题做了论述，多数学者认为：糖品中的色素一 般为酚类物质、铁、还原糖碱性分解物、拟黑色素 等。其中，酚类物、氨基氮、铁这3 类物质是形成 色素的主要物质[1,2,3]。酚类物是甘蔗本身带有的植物 色素，容易被氧化并生成深颜色的高分子色素。在 蔗汁清净浓缩过程中，大部分酚类物被除去，小部 分残留到糖浆中，它是影响白砂糖色泽和色值的最 重要因素。铁是影响白砂糖色值的另外一个重要因 素，它能与各种有机物质络合成深色的物质。在制 炼过程中，糖汁不断接触铁器，特别是在酸性条件 下，铁被腐蚀，少量的铁转移到糖汁中并最终包埋 在白砂糖晶体中。
本文以广西某厂生产的碳法糖、亚法糖为研究 对象，跟踪碳法糖、亚法糖在不同储存条件下色值 变化和结块变化，了解贮存环境对碳法糖、亚法糖 产品质量的影响，并比较碳法糖、亚法糖质量受环 境影响的差异；分析碳法糖、亚法糖贮存期酚铁、 还原糖和水份的指标情况，研究酚铁对白砂糖色值 的影响，以探讨影响白砂糖贮存期间质量变化的因 素，找出控制措施，保证白砂糖贮存期间的质量。
白砂糖色值分析用试剂：三乙醇胺（分析纯）， 北京化学厂；盐酸（分析纯），北京化学厂。
白砂糖酚类物测定用试剂[5,6]：没食子酸（优级 纯），国药集团；七水合硫酸亚铁（分析纯），广州 化学试剂厂；四水合酒石酸钾钠（分析纯），广州化 学试剂厂。
白砂糖铁测定用试剂[6,7]：铁标准溶液，国家物 质标准局；抗坏血酸，国药集团；盐酸（分析纯）， 北京化学厂；邻二氮菲（分析纯），北京化学厂。
碳法糖、亚法糖、亚法细砂糖，试验中所用的 糖样品均从广西某厂取得，其中亚法糖与亚法细砂 糖由同一家糖厂生产，亚法细砂糖经20 目筛筛选所 得。
3100UV 紫外可见分光光度计，上海美普达有 限公司；电子天平，上海精密仪器仪表有限公司； 糖品过滤器，广州甘蔗糖业研究所。烧杯、玻璃棒 若干。
选取白砂糖仓储的常温条件和装包临界温度条 件[4]作为白砂糖的储存环境温度（常温环境：温度 30～32℃，湿度控制45.17％～47.06％，下同）、41～ 43℃烘箱温度（高温环境：温度40～43℃，湿度控 制22.59％～23.86％，下同），分别将碳法糖、亚法 糖在选取的温度下储存，然后每隔一段时间测量色 值一次，记录样品结块等感观情况，并分析其酚、 铁、还原糖、水分等理化指标情况。
表中色值的变化情况采用增色率表示，计算公 式如下：
增色率（% ）=(检测色值-原始色值)/原始色值×100
碳法糖、亚法糖在不同贮存环境下色值变化情 况见表1 和图1。为研究砂糖颗粒度对白砂糖贮存 期间色值的影响，我们从亚法糖样品中，用20 目筛 筛出幼砂糖作对比试验，结果见图2。
 | 表1 白砂糖贮存期色值变化 |
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图1 不同储存条件下碳法糖、亚法糖增色率变化情况 |
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图2 不同颗粒度的亚法糖色值变化 |
由表1、图1 和图2 可知，不同贮存条件下， 碳法糖、亚法糖色值变化情况如下：
（1）无论是碳法糖还是亚法糖，无论在常温环 境还是高温环境，均随着贮存时间的延长色值升高。
（2）同一种糖，贮存在高温条件下比贮存在常 温条件下增色更快。
（3）在常温条件下，贮存期前期，亚法糖比碳 法糖容易增色，但后期，碳法糖增色更快。
（4）高温条件下，碳法糖比亚法糖增色更块， 高温增色率约为常温增色率的5～10 倍。
（5）相同储存条件、相同储存天数下的亚法糖， 颗粒小的色值稍微高于颗粒大的色值。
从国标对白砂糖色值的要求来看，常温储存条 件下糖样在整个试验期间色值增加率的变化不大， 碳法糖、亚法糖色值均在150 IU 以内。高温储存条 件下的亚法糖在3～5 个月内仍能满足国标对一级 白砂糖的色值要求。亚法糖的储存期比碳法糖的储 存期稍长，常温更有利于延长白砂糖的储存期。因 此，应尽量降低成品的包装温度和储存温度。
高温更容易使糖样增色，其中碳法糖比亚法糖 更容易变色，这是因为高温能加速酚、铁、氨基氮、 还原糖这些使白砂糖增色的主要物质之间的反应。 例如：二价铁离子转化为深色的三价铁离子、氨基 氮与还原糖反生美拉德反应。在本次试验的2 种储 存条件下，亚法糖色值比碳法糖色值稳定。有关资 料表明，由于亚法糖工艺中使用的亚硫酸能与有机 增色物质的双键起加成反应，使有机增色物质不易 再缩聚成为大分子有色物质，此外还能抑制还原糖 与氨基酸的反应。
颗粒小的色值稍微高于颗粒大的色值。这是因 为，小颗粒糖样的比表面积较大颗粒糖样大，增色 反应的反应面加大。常温储存的糖样，亦呈现这种 趋势，但是这种感观显色不明显。
在贮存期间分别取不同贮存条件下的碳法糖、 亚法糖样品分析其还原糖含量，结果见表2。
| 表2 白砂糖贮存期还原糖变化 |
从表2 可以看出，储存于高温环境中糖样还原 糖的含量随着储存时间的延长都出现不同程度的降 低，而储存于常温环境中的糖样则增大。常温环境 下的糖样由于返潮，吸收环境中的水分而出现不同 程度的转化，还原糖含量增高；而储存在高温环境 中的白砂糖，部分的还原糖在高温条件下与其他的 物质发生了反应，这些反应可能与色值的增加有关， 也可能反应生成了右旋物质，这在试验后期的检测 中发现白砂糖在高温储存条件下，蔗糖份含量比原 始值有所增加，而常温储存条件下的白砂糖除了碳 法糖、亚法糖维持原来的水平外，亚法细砂糖则下 降了1.86％。
在贮存期间分别取不同贮存条件下的碳法糖、 亚法糖取样分析其水分含量，结果见表3。
| 表3 白砂糖贮存期水分变化 |
从表3 可看出，随着储存时间的延长，储存于 常温环境中的白砂糖水分含量出现不同程度的增 加，这主要是白砂糖吸收了环境的水份引起的，特 别是在环境湿度大的春季；储存于高温环境中的白 砂糖，水分含量变化不大。从国标对一级白砂糖干 燥失重的要求来看，除常温储存条件下的亚法细砂 糖外，其余的糖样均能满足要求。由此可知，白砂 糖成品的水分含量越低，越有利于延长白砂糖的储 存期。
高温储存条件下的碳法糖糖粒呈现明显的黄 色；高温、常温储存条件下亚法糖中个别颗粒大的 糖粒呈黄色。估计这与包裹在糖颗粒表面的糖蜜有 关，这些富含酚铁、胶体等物质的糖蜜包裹在糖颗 粒的外周，会加速糖样色值增大。
所有糖样存放10 d 后，都出现结块现象，高温 条件结块严重；若将结块敲碎，再次存放于高温环 境中则不再出现结块现象。若将小部分的糖样从高 温条件转移到常温条件下保存，大约在30 天后，又 出现结块现象。从当前的试验结果看，在储存条件 一致的情况下，细砂比粗砂更容易结块；储存环境 的温度越高，结块越严重，这可能与砂糖的比表面 积有关：细砂颗粒与颗粒之间接触的面积较大，并 且存在一部分微细的糖粉，在水分达到某一数值时， 储存条件的变化使颗粒表面受潮的糖粉溶解并将糖 粒粘连；再加上高温存放，高热空气将粘连糖粒之 间的水分带走，糖样呈现松脆的结块现象。因此， 储存条件的变化是使糖样结块的主要原因之一。在 保存成品时，应该尽可能恒定储存环境的温湿度， 频繁变化或者骤变的温湿度是使白砂糖结块的主要 原因。
储存于高温环境中的糖样，手感干爽；储存于 常温环境下的糖样，随着储存天数的增加，出现不 同程度的返潮现象。其中亚法细砂糖返潮最严重， 在试验后期亚法细砂糖的水分为0.43％，且出现少 许酸胀，即发生变质。
在储存期间，分别取不同储存条件下的碳法糖、 亚法糖样品分析其酚、铁含量，结果见表4。
| 表4 白砂糖贮存期水分变化 |
从表4 数据来看，在相同储存时间内，高温环 境下的糖样酚含量要稍微比储存于常温环境下的酚 含量高。2 种储存环境下，变色幅度大的糖样其酚 含量的差别也相对明显，即：糖样的色值高，其酚 的含量也高，或者酚检测结果的高低与色值存在一 定的关系。高温储存条件加速了致使白砂糖增色物 质间的反应。为验证酚类物质和铁对白砂糖色值的 影响，专门设计试验了酚、铁对约20○Bx 糖液色值 的影响试验（见3.4 酚、铁对糖液色值的影响）。
为研究酚和铁对白砂糖色值的影响，我们在白 砂糖溶液中添加酚、铁等物质，分析其色值变化情 况，试验结果见表5。试验选用的白砂糖为韩国精 幼砂糖，取幼砂糖加去离子水，配成约20○Bx 溶液， 分装到1～5 号洁净的三角瓶中。由于蔗汁中酚类物 含量比铁含量大得多，试验所加的酚溶液为250 ppm，1mL；铁溶液为10 ppm，1mL，分别按表5 加入酚溶液、铁溶液。同时准备试验空白，分析原 始样液的色值。
| 表5 酚、铁对糖水色值的影响 |
为缩短溶液中酚、铁之间的反应时间，将糖液 放置在41～43℃烘箱中，至试验的第12 d，取样分 析糖样的色值，计算增色率，分析以及计算方法同 前。
从表5 结果可以看出：人为添加了酚和铁的样 品色值最高，其次是加酚不加铁样品的色值，加铁 不加酚对糖液的色值影响不大。酚类物是致使白砂 糖色值增加的主要物质，铁在整个过程中相当一种 催化剂的作用。在生产过程中，蔗汁中大量的酚类 物质随着澄清等工序大部分转移到废蜜中，极微量 的酚被包埋在糖晶体内，半成品在洗蜜打水的过程 中，白砂糖表面的糖蜜是否被洗干净直接影响后期 储存的色值。
为了解影响白砂糖色值的色素物质是在砂糖的 表层还是内层，我们对白砂糖进行层析试验分析。 分别取在高温环境和常温环境中储存了180 天的碳 法糖和亚法糖进行分层溶解试验，分别分析各层的 色值，结果见表6。
| 表6 白砂糖分层色值数据 |
白砂糖分层检测方法如下：将白砂糖放于一定 量的水中溶解，目测砂糖溶掉约1/3 时，将溶液倒 出，此溶液检测的色值代表砂粒外层色值；未溶解 的砂糖，继续用水溶解，目测约溶掉一半后，将溶 液倒出，此溶液检测的色值代表砂粒中层色值；最 后剩下溶解的砂糖，用水全部溶液解，此溶液检测 的色值代表砂粒内层色值。
从表6 结果可以看出，无论是碳法糖还是亚法 糖，无论是储存在高温环境还是低温环境，，白砂糖 色值的增加是由外及内的；高温环境储存的糖，由 内到外都会增色，而常温环境储存的糖，增色主要 在于表层。也就是说白砂糖表层是致使色值增加的 主要方面。砂糖表面带有糖蜜，在储存期间，由于 环境的变化，糖蜜中的色素、还原糖、氨基酸等杂 质容易发生各种化学反应而使砂糖增色。
（1）本试验主要模拟白砂糖的储存环境，考察 碳法糖、亚法糖，不同颗粒度亚法糖在储存期间色 值、酚、铁、还原糖、水份、感观等的变化情况。 白砂糖在储存期间，无论是碳法糖或亚法糖，质量 都出现不同程度的变化：①碳法糖和亚法糖在储存 期间，色值均会升高，且会出现结块现象。高温环 境比常温环境更容易使白砂糖增色和结块，尤其是 碳法糖；②碳法糖和亚法糖在储存期间，在常温环 境下，还原糖含量和水份随时间延长而增加；在高 温环境下，还原糖含量和水份随时间延长而减少。
（2）通过检测白砂糖储存期间酚、铁含量进行 了酚、铁对白砂糖色值影响的试验，并对白砂糖进 行分层色值分析，认为影响白砂糖储存期质量的因 素是：①影响色值的主要原因是由于白砂糖含有的 微量物质被空气氧化形成的，是酚、铁、等共同作 用的结果。试验结果表明，酚类物是致使白砂糖变 色的主要物质，微量铁在整个变色过程中相当于催 化剂的作用；②致使白砂糖变色的物质主要存在于 白砂糖颗粒的表层。
（3）通过跟踪试验期间白砂糖结块的情况，认 为引起白砂糖结块的主要因素是环境条件的变化， 如储存环境空气温度、湿度的变化，白砂糖从一个 环境转移到另一个温湿度不同的环境中贮存，容易 出现结块现象。
（4）通过分析引起白砂糖贮存期质量变化的影 响因素，认为防止白砂糖储存期间增色、返潮和结 块现象的措施有以下几点：①加强生产工艺管理， 尤其是澄清工艺，尽量清除糖浆中的酚、铁含量； ②加强分蜜操作，尽量减少砂糖表面带糖蜜现象； ③加强白砂糖的干燥效果，尽量降低白砂糖的水份； ④白砂糖储存时应控制白砂糖仓储温湿度条件，尽 量在常温环境或低于常温环境下存放，并保持储存 环境中温湿度的恒定，防止温湿度变化过大；⑤降 低产品在包装时的温度。白砂糖装袋后，应堆积在 通风良好的环境中散掉余热，再放于仓库中贮存， 尽量减少白砂糖包装时与贮存时的温度差；⑥加强 煮制和筛选，尽量使砂糖粒度大小均匀；⑦白砂糖 储存期间，适当翻动，有利于减少结块现象。
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